Obserwacje ξ-bootyd. 1 Obliczenia. 2 Wyniki. 3 Wnioski. PKiM SA - Cyrqlarz no

Transkrypt

1 PKiM SA - Cyrqlarz no C Y R Q L A R Z no.153 Pracownia Komet i Meteorów Stowarzyszenie Astronomiczne 7 grudnia 2001 Obserwacje ξ-bootyd W numerze 137 Cyrqlarza zamieściliśmy artykuł o domniemanym nowym roju w gwiazdozbiorze Wolarza. Miał on by ć aktywny na przełomie stycznia i lutego z maksimum z początkiem lutego. Pokusili śmy się wówczas o przeprowadzenie wstępnej analizy tego roju w oparciu o obserwacje wykonane przez obserwatorów PKiM. Niestety materiał obserwacyjny był bardzo skąpy, gdyż obejmował jedynie lata z 325 meteorami. W niniejszym artykule chciałbym ponownie zaprezentowa ć analizę tego roju. Tym razem jednak uwzglednione zostały wszystkie obserwacje wykonane przez członków PKiM z lat i obejmujące okres od 24 stycznia do 17 lutego. Pod uwagę wzięto wyłącznie obserwacje ze szkicowaniem. W ten sposób zebrano probkę 923 meteorów. 1 Obliczenia Wszystkie niezbędne dane o każdym meteorze, zostały zamienione na posta ć cyfrową przy pomocy programu COOREADER (ci z Was, którzy uczestniczyli w obozach PKiM, dobrze wiedzą na czym to polega), a następnie zaimportowane do programu RADIANT, gdzie zostały poddane szczegółowej analizie. Opierając się na danych jakie uzyskali dla ξ-bootyd Rendtel & Gliba (odkrywcy tego roju), założyłem iż maksimum aktywności roju wypada w noc z 5/6 lutego (λ fi = 316 ffi ). Przyjąłem również, że dobowy dryft radiantu λ = 1:0 ffi. Tak przygotowana próbka danych została przeliczona dla szerokiego spektrum prędko ści geocentrycznych: od 20 km/s do 70 km/s oraz dla różnej wartości parametru maximum distance: od50 ffi do 80 ffi (parametr ten określa odleglość w stopniach od centrum pola, w którym dokonujemy obliczeń. Powyżej tej odległości meteory nie były brane pod uwagę przy wyznaczaniu map rozkładu prawdopodobieństwa). 2 Wyniki W ten sposób otrzymałem wiele map prawdopodobie ństwa, z których należało wybrać tą, która miała najbardziej zwarty rozkład. W takiej selekcji bardzo pomocny jest test χ 2. Jego najmniejsza wartość (a to oznacza najlepszy rozkład) zastała znaleziona dla prędkości V = 50 km/s. Taki sam wynik otrzymali wymienieni wyżej Rendtel & Gliba. Współrzędne radiantu ξ-bootyd dla tego rozkładu wyniosły α = 224:6 ffi i δ =+26:2 ffi (Rys. 1a). Jak widać z rysunku, radiant nie jest dostatecznie zwarty i nie przypomina typowego kształtu. Dlatego też zdecydowałem się prze śledzić jak ten kształt zmienia się w innych przedziałach czasowych. W pierwszym okresie od 24 do 29 stycznia, radiant ξ-bootyd jest zdecydowanie bardziej zwarty, ale jego współrzędne zmieniły się o około 10 ffi na zachód (α = 214:8 ffi and δ = 24:3 ffi ) (Rys. 1c). Współrzędne dla 26 stycznia są α = 205:8 ffi i δ =+28:2 ffi (Rys. 1d), co całkiem dobrze zgadza się z innymi obserwacjami wizualnymi, o których była mowa w artykule opublikowanym w WGN. W drugim okresie, między 30 stycznia a 17 lutego, wspomniany wyżej radiant zupełnie zniknął. (Rys. 1b). Zamiast tego, w gwiazdozbiorze Korony Północnej (α = 232:8 ffi i δ =+34 ffi pojawił się kolejny radiant. Ten z kolei wygląda najlepiej dla V = 70 km/s (Rys. 2a). Ponadto współrzędne tego radiantu oraz prędko ść geocentryczna meteorów są w bardzo dużej zgodno ści z wynikami jakie uzyskano w roku 2000 z obserwacji wideo (α = 233 ffi δ =+30 ffi, V = 70 km/s). Warto jeszcze zauważyć, że ten radiant nie dał żadnego śladu swojej obecności w pierwszym z rozpatrywanych okresów (Rys. 2b). 3 Wnioski Otrzymane z wyliczeń dwa radianty, zarówno ten w Wolarzu jak i ten w Koronie Północnej, są bardzo rozmyte. Dlaczego tak się stało? Otóżwiększość obserwacji zostało wykonane przed, i w okolicy północy, kiedy obie te konstelacje były jeszcze nisko nad wschodnim horyzontem. Wówczas dystans między zaobserwowanymi meteorami i radiantem domniemanych ξ-bootyd był bardzo duży. To z kolei powodowało, że błąd wyznaczenia radiantu również był spory, co wła śnie rzutowało na nieregularny kształt rozkładów prawdopodobieństwa. Ponieważ otrzymałem dwa radianty domniemanych ξ-bootyd, każdy z inną prędko ścią geocentryczną, to problem istnienia tego roju nadal nie jest rozwiązany. Mimo tego, przeprowadzone obliczenia pokazały, że niewątpliwie w rejonie Wolarza

2 PKiM SA - Cyrqlarz no i Korony Północnej można zaobserwować nieznaną wcześniej aktywność meteorów. Zapewne większa ilość obserwacji wykonana po północy zwiększyłaby dokładno ść wyznaczenia radiantu ξ-bootyd. W tym miejscu na wyróżninie zasługują trzy osoby. Dariusz Dorosz, Anna i Mariusz Lemiecha obserwowali bowiem na przełomie stycznia i lutego wła śnie w godzinach popółnocnych. Tym samym ich obserwacje miały największą wartość naukową i najwiekszy wpływ na wyniki otrzymane w niniejszym opracowaniu. Rys. 1 Rozkłady prawdopodobieństwa wystąpienia radiantu w gwiazdozbiorze Wolarza. Wszystkie rozkłady zostały wygenerowane dla V = 50 km/s i parametru maximum distance =55 ffi. a) 24 stycz.-17 lut. λ fi = 316 ffi, b) 30 stycz.-17 lut. λ fi = 316 ffi, c) stycz. λ fi = 316 ffi, d) stycz. λ fi = 305:9 ffi

3 PKiM SA - Cyrqlarz no Rys. 2 Rozkłady prawdopodobieństwa wystąpienia radiantu w gwiazdozbiorze Korony Północnej. Oba rozkłady zostały wygenerowane dla V = 70 km/s i parametru maximum distance =55 ffi. a) 30 stycz.-17 lut., λ fi = 316 ffi, b) stycz., λ fi = 316 ffi Marcin Gajos SPRAWDŹ SIE! Co roku grono PKiMu przyjmuje nowych członków. Początkowo mają oni wiele problemów związanych głównie z oceną prędkości meteoru na niebie. Ocena ta jest dokonywana indywidualnie przez obserwatora. Ogólnie korzysta się ze skali 5- stopniowej, ale doświadczone osoby korzystają już ze skali 6-stopniowej, a nawet dzielą oceny na połówki (od 0 do 6, bez stopnia 5.5). Właściwej oceny prędkości najlepiej nauczyć się korzystając z pomocy bardziej doświadczonej osoby, podczas wspólnej obserwacji (doskonałą do tego okazją są obozy PKiM). Istnieje jeszcze inna możliwo ść, ale wymaga ona więcej czasu. Jest bowiem czymś w rodzaju sprawdzianu, którego wyniki powinny powiedzie ć nam jak trafnie oceniamy prędkości meteorów. Oczywiście jeden taki sprawdzian nie wystarczy. Analizując swoje obserwacje możemy powiedzie ć, jak mniej więcej oceniamy prędkości i jest to nie tylko test dla początkujących, ale również dla osób z dłuższym stażem obserwacyjnym. Sprawdź się analizując poniższy (prawdziwy) przykład, wykonując jeden lub dwa analogiczne na swoich obserwacjach. Muszę w tym miejscu wspomnieć, że wyniki są bardzo zaokrąglone, ponieważ musi by ć spełnionych kilka warunków i założeń, ale końcowa ocena i tak dużo mówi. Ktoś mógłby powiedzieć, że poniższe warunki i założenia nigdy nie mają prawa zaistnie ć jednocześnie, przez co wynik nie jest prawdziwy. Jest to prawda, ale zapewniam, że wyniki są tak samo dobre jak te liczone np. na chemii w szkole, przy także nierealnych założeniach, które nie mogą zachodzi ć jednocześnie. Warunki przyczyniające się do uzyskania prawidłowej oceny: ffl aby dobrze się ocenić należy wykorzystać kilka obserwacji z kilku kolejnych nocy; ffl analizowane obserwacje powinny być przeprowadzone w czasie trwania maksimum jakiego ś roju; ffl podczas tych obserwacji należy skupićsię na roju o największej aktywności; ffl w celu wykonania testu z tych kilku obseracji należy podsumowa ć ten wybrany (najaktywniejszy) rój i do poszczególnych ocen prędkości z raportu przypisać ilość zjawisk im odpowiadających; ffl najlepiej wybrać te obserwacje, które zostały wykonane bez szkicowania ffl punkt Center of observed field powinien być jednakowy we wszystkich obserwacjach.

4 PKiM SA - Cyrqlarz no W obliczeniach skorzystamy ze znanego z obserwacji ze szkicowaniem wzoru na prędko ść kątową meteoru (dlatego zalecane jest użycie obserwacji bez szkicowania). ω = 0:573 V sinh sind gdzie H - wysokość początku zjawiska nad horyzontem, D - odległo ść końca trasy meteoru od radiantu. Nasz test będzie polegał na wyznaczeniu z naszych obserwacji prędko ści geocentrycznej V (a więc takiej jaką ma meteor względem Ziemi w momencie gdy wchodzi w atmosferę) badanego przez nas roju i porównanie jej z rzeczywistą prędko ścią meteorów z danego roju (można ją znaleźć w tabelkach publikowanych na łamach Cyrqlarza, lub w poradniku obserwatora meteorów). Widać już dlaczego nie będziemy chcieli korzysta ć z wyników obserwacji ze szkicowaniem. Tam bowiem wyznaczamy prędkośćkątową zjawiska w oparciu o V. W rozpatrywanym przykładzie chcemy zrobić rzecz odwrotną tzn. wyznaczyć V w oparciu o ω, H i D. Założenia, które należy przyjąć: ffl we wzorze występują wielkości H i D, których nie znamy. Aby je oszacować wykorzystamy do tego celu punkt Center of observed field. Założeniem niech będzie, że wszystkie zjawiska mające swój początek nad tym punktem (tzn. te zjawiska zaliczone do danego roju) kończyły się na wysokości jego deklinacji (w przykładzie będzie to wartość +30 ffi ) oraz że wszystkie zjawiska kończące się pod tym punktem miały w jego deklinacji początek; ffl drugie założenie dotyczy liczby zjawisk nad i pod punktem Center of observed field. Załóżmy, że ich liczba była sobie równa (w przykładzie wynosi po 128, dla 256 zarejestrowanych zjawisk); ffl trzecie założenie dotyczy liczby zjawisk na wschód i na zachód od punktu Center of observed field. Zakładamy, że również były sobie równe (w przykładzie znów po 128 meteorów). Przykład: Podczas 6 obserwacji zarejestrowano 256 Perseid. Poniżej podsumowanie ich prędko ści z 6 raportów. Prędkość Liczba zjawisk Obserwacje wykonano w dniach: 14/15-24/25 sierpnia 2001 r. Center of observed field: 22h 00m +30 ffi. Naszym pierwszym krokiem będzie uśrednienie danych. Za środkową datę obserwacji uznajemy 19/20 sierpnia 2001 godz. 00:00 UT. Musimy obliczyć parametr ω. Uzyskamy to za pomocą powyższej tabeli, otrzymanej z obserwacji, wykorzystując średnią ważoną. Musimy jednak do tego celu zwiększy ć prędkości o jedną jednostkę, by meteory stacjonarne nie redukowały się psując wynik (ten zabieg ma swoją słuszność matematyczną, dlatego można go zastosowa ć). Tak więc meteor stacjonarny będzie miał prędkość 1, a nie 0 itd. 1 Obliczmy teraz wielkość ω. Uzyskany wynik należy porównać z tabelą z poradnika na skalę oceny prędko ści i odpowiadających jej przedziałach prędkości kątowych. Zastosujmy nowe przedziały prędko ści kątowej: Prędkość Stopni / sek >27 Ze skali tej wynika, że 26:5 ffi =sek odpowiada 5-ciu stopniom skali (0 i 6 pomijamy, ponieważ dotyczą szczególnych przypadków), a więc 1 sopień naszej skali powinien odpowiadać wzrostowi predkości o: 26:5 5 = 5:3ffi =sek Parametr ω możemy obliczyć mnożąc powyższą wartość przez średnią naszych ocen prędkości. Tę ostatnią wyznaczymy w następujący sposób: ω = = = 5:15625 Wynik ten to średnia ważona naszych ocen prędko ści (zwiększonych o jedną jednostkę). Aby otrzyma ć odpowiadającą mu wartość omega należy jeszcze pomnożyć go przez 5.3, czyli: 1 Od Redakcji: Naszym zdaniem meteory stacjonarne nie niosa żadnej inforamcji o prędkósci kątowej zjawiska, w zwiazku z tym należałoby je wykluczyć z takiej analizy.

5 PKiM SA - Cyrqlarz no :3 5:1625 = 27: = 27:33 Do obliczenia interesującej nas prędkości V musimy znać jeszcze dwa parametry H i D. Obliczamy je korzystając z punktu Center of observed field. Teraz właśnie skorzystamy z założeń, które przyjęliśmy. W przykładzie mamy H = 63 ffi i D = 67 ffi (dla średniej daty wykonanych obserwacji). Teraz jedynie co musimy wykona ć to przekształcić wzór na ω, tak aby wyznaczał nieznaną V. Po prostych przekształceniach otrzymujemy: ω V = 0:573 sinh sind A po podstawieniu konkretnych wartości: 27:33 V = = 58:15 km=s 0:573 sin63 sin67) W ten sposób wyznaczyliśmy na podstawie obserwacji prędkość z jaką Perseidy wpadają w ziemską atmosferę. Rzeczywista prędkość geocentryczna meteorów z tego roju wynosi 59 km/s. Wnioski wynikające z porównania obu tych wielko ści pozostawiam już czytelnikowi. Dodam jedynie, iż taki wynik świadczy o niewątpliwej klasie obserwatora, którego raporty wykorzystałem do tej analizy. Polecam Wam wykonanie podobnego sprawdzianu. W praktyce nie jest to takie trudne, jakby się mogło wydawa ć na pierwszy rzut oka. Wystarczy jednie podliczyć konkretny rój z kilku swoich obserwacji i skorzystać z przekształconego wzoru na V. Uzyskany powyżej wynik może być zaniżony z powodu założeń lub stosunkowo niewielkiej liczby meteorów sporadycznych zaliczonych do grona Perseid. Zła ocena prędko ści przez obserwatora jest bardzo mało prawdopodobna (wskazuje na to świetna zgodność wartości obliczonej z obserwacji z wartością prawdziwą). Łukasz Harhura DANE DO OBSERWACJI Roje zimowe Rój Współrz. Okres Maks. Dryf V ZHR radiantu aktywności α δ maks. χ-orionidy 082 ffi +23 ffi :2 + 0: Monocerot. XII 100 ffi +08 ffi :2 + 0: σ-hydrydy 127 ffi +02 ffi :7 0: Geminidy 112 ffi +33 ffi :0 0: Coma Berenic. 175 ffi +25 ffi :8 0: Ursydy 217 ffi +76 ffi :0 + 0: Kwadrantydy 230 ffi +49 ffi :8 0: δ-cancrydy 130 ffi +20 ffi :7 0: δ-leonidy 168 ffi +16 ffi :9 0: Virginids 195 ffi 04 ffi poniżej 30 5 Virginidy 30Iα = 157 ffi δ =+16 ffi, 10II α = 165 ffi δ =+10 ffi, 20II α = 172 ffi δ =+6 ffi, 28II α = 178 ffi δ =+3 ffi, 10 III α = 186 ffi δ = 0 ffi, 20 III α = 192 ffi δ = 3 ffi, 30 III α = 198 ffi δ = 5 ffi, 10IV α = 203 ffi δ = 7 ffi, 15IV α = 205 ffi δ = 8 ffi. Geminidy Geminidy są jednym z najobfitszych, regularnych rojów na naszym niebie. W tym roku warunki do obserwacji będą wyśmie- nite, gdyż maksimu aktywności wypadnie w czasie nowiu Księżyca. Dokładny moment maksimum przewidywany jest na 14 grudnia godz. 4:00 UT (λ fi = 262:2). Geminidy często popisująsię jasnymi zjawiskami, co powinno wynagrodzi ć nam godziny obserwacji przeprowadzane w zimne, grudniowe noce. Je śli tylko pogoda dopisze, zachęcamy Was do aktywnego włączenia się w tegoroczną akcję obserwacji Geminid. W przyszłym roku Księżyc już nie będzie tak łaskawy jak w roku bieżącym. Kwadrantydy Z początkiem nowego roku, mamy okazję podziwia ć kolejny aktywny rój meteorów. Niestety tym razem warunki do obserwacji Kwadrantyd nie będą najlepsze, gdyż w maksimum aktywno ści (3 stycznia, godz. 18:00 UT) Księżyc będzie znajdowa ć

6 PKiM SA - Cyrqlarz no się 4 dni po pełni i to jeszcze w gwiazdozbiorze Lwa. Mimo tego, Ci którzy wyjdą na obserwacje w pierwszych dniach stycznia, na pewno mogą liczyć na kilkanaście zjawisk na godzinę z tego roju. δ-cancrydy Tej zimy warunki do obserwacji tego niepozornego roju meteorów są bardzo korzystne. Maksimum przewidywane jest na 17 stycznia (λ fi = 297 ffi ), choć inni autorzy sugerują wcześniejszą datę tzn. 11 stycznia (λ fi = 291 ffi ). Jak to będzie w rzeczywistości, zobaczymy... zachętą do obserwacji powinno by ć to, iż nów Księżyca wypada 13 stycznia. Obserwatorzy wizualni powinni uwzględnić spore rozmiary tego ekliptycznego roju. W rektascensji rozmiar radiantu wynosi 20 ffi, a w deklinacji 10 ffi. Taki typ radiantu przypomina kształtem radiant Virginid, przez co przypuszcza się, iż δ-cancrydy są wła śnie wczesnymi Virginidami. SPROSTOWANIE Marcin Gajos W numerze 152 Cyrqlarza pojawiło się nad wyraz dużo literówek, za co Redakcja serdecznie przeprasza. PRENUMERATA 2002 Redakcja Przypominamy o prenumeracie Cyrqlarza na rok Ci z Was, którzy do ko ńca roku 2001 dokonają wpłaty przekazem pocztowym na adres: Marcin Gajos, ul. Żwirki i Wigury 95/97, Warszawa, płacą za prenumeratę 17 zł. Po tym terminie prenumerata będzie już kosztować 23 zł. Redakcja ZDROWYCH, WESOŁYCH ŚWIAT BOŻEGO NARODZENIA ORAZ SZCZEŚLIWEGO NOWEGO ROKU ŻYCZY WSZYSTKIM WSPÓŁPRACOWNIKOM PKIM I ICH RODZINOM REDAKCJA CYRQLARZ - miesieczny biuletyn Pracowni Komet i Meteorow Redaguja: Marcin Gajos (red. nacz.), oraz Mariusz Wiśniewski, Arkadiusz Olech, Andrzej Skoczewski, Joanna Remiszewska (red. tech.) Sklad komp. programem LATEX. Adres redakcji: Marcin Gajos, Obserwatorium Astronomiczne UW, Al. Ujazdowskie 4, Warszawa gajos@antares.astrouw.edu.pl Strona PKiM: IRC: #astropl, grupa dyskusyjna: